Resumen

El documento se centra en las posibilidades de extender la región de operación estable del compresor de aire centrífugo modificando su sistema de admisión. Para varios regímenes de operación del compresor y varias formas de las ranuras, a través de las cuales el aire externo ingresa al aire principal en el sistema de admisión, se midieron y calcularon las velocidades de flujo en la entrada del impulsor.

1. Introducción

En las turbinas de gas contemporáneas de pequeña y mediana potencia, los compresores de aire centrífugos son los más utilizados. Los compresores centrífugos de una etapa están diseñados con altas relaciones de presión de hasta 9:1 [1]. Estos compresores tienen un estrecho rango de operación estable que se realiza mediante el cambio de la tasa de flujo másico de la línea de oleada al estrangulador a una velocidad de rotación constante [2]. En el caso de las turbinas de gas de vehículos y aeronaves, la región de funcionamiento estable del compresor es un factor muy importante que influye en primer lugar en su comportamiento transitorio.

El esfuerzo por ampliar el margen de funcionamiento de las características del compresor se realiza principalmente mediante la formación de impulsores de compresor [3, 4]. En general, se puede decir que las características de los compresores centrífugos con impulsores de paletas con retroceso tienen una región de funcionamiento más amplia que las de los impulsores de paletas rectas [5].

Otros métodos para extender la región de operación estable del compresor centrífugo se mencionan en [4, 6, 7]. Una de las posibles soluciones consiste en la disposición del campo de velocidad en la entrada del compresor. Los compresores centrífugos contemporáneos utilizan canales de desviación del flujo de aire especialmente formados (sistemas de purga interna) ubicados en el canal de entrada del compresor. De esta manera el aire puede rebosar del inductor de vuelta a la zona de entrada (Fig. 1).  El flujo de aire a través de estos canales influye en el campo de velocidad delante del compresor.

Las características del compresor presentadas en la Fig. 2 muestran la importante influencia de este sistema de purga. La línea de sobrecarga se desplazó hasta un 18 % hacia los caudales más bajos. Sin embargo, la caída de eficiencia asociada fue considerable y asciende aproximadamente al 1,5 %.

Como ahora no se conocen suficientes detalles sobre el flujo de aire real en este sistema de purga interna entre el inductor del compresor y su sistema de admisión, se decidió medir y calcular la distribución del campo de velocidad del flujo de aire principal delante del impulsor en sus diversas condiciones de funcionamiento.​

• Materias:Turbinas de gas Compresores Aire
• Subjects:Gas turbines Compressors Air
• Palabras claves:Compresor centrífugo, región de operación estable, medición del campo de velocidad
• Keywords:Centrifugal compressor, stable operation region, measurement of velocity field